Hukum 1 Termodinamika: Bunyi, Persamaan, dan Konsekuensinya

KOMPAS.com – Hukum 1 termodinamika adalah hukum yang mendasari banyak teori dan teknologi. Namun, apa yang dimaksud dengan hukum 1 termodinamika dan bagaimana bunyi hukum 1 termodinamika? Berikut adalah penjelasannya!

Termodinamika adalah ilmu yang mempelajari energi dan usaha. Hukum 1 termodinamika adalah satu dari tiga hukum yang mendasari ilmu termodinamika itu sendiri.

Dilansir dari Chemistry LibreTexts, untuk memahami hubungan antara usaha dan panas kita harus memahami faktor penghubung keduanya yaitu perubahan energi dalam atau energi internal.

Energi internal adalah segala bentuk energi yang dimiliki oleh suatu sistem.

Baca juga: Pengertian Energi dalam Sistem Kehidupan

Bunyi hukum 1 termodinamika

Hukum 1 termodinamika berbunyi:

“Energi tidak dapat diciptakan ataupun dimusnahkan, namun dapat diubah dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.”

Artinya, jumlah energi internal suatu sistem adalah tetap. Namun, energi tersebut dapat berubah menjadi bentuk energi lainnya seperti usaha dan juga panas.

Sehingga, hukum 1 termodinamika disebut juga sebagai hukum kekekalan energi. 

Baca juga: Hukum Kekekalan Energi: Pengertian, Rumus, dan Penerapannya

Persamaan hukum 1 termodinamika

Hukum 1 termodinamika dapat dituliskan dalam persamaan:

Dengan,
ΔU: perubahan total energi internal sistem (joule)
Q: jumlah kalor yang dipertukarkan antara sistem dan lingkungan (joule)
W: jumlah usaha sistem (joule)

Persamaan tersebut berarti total energi internal sistem adalah kekal. Adapun, jika terjadi perubahan total energi internal (terlihat dari usaha yang lebih kecil dari total energi interal). 

Maka, energi internal tersebut telah berubah menjadi bentuk energi lain yaitu kalor atau energi panas yang bocor ke lingkungan. 

Baca juga: Mengapa Piramida Energi Tidak Pernah Ditemukan dalam Keadaan Terbalik?

Contoh sederhanya adalah saat seseorang mengonsumsi makanan yang mengandung energi.

Dari 100 persen energi yang dikonsumsi, hanya sekitar 60 persennya yang dijadikan tenaga untuk bergerak dan mempertahankan fungsi tubuh. 

Hal tersebut bukan berarti 40 persen energi sisanya hilang. Melainkan, energi tersebut berubah menjadi panas tubuh yang dibuang ke lingkungan. 

Konsekuensi hukum 1 termodinamika

Dilansir dari Encyclopedia Britannica, hukum 1 termodinamika tampak sederhana untuk dinyatakan namun membawa konsekuensi yang sangat luas. 

Hukum 1 termodinamika menggagas kekekalan energi, termasuk energi alam semesta yang dianggap konstan atau tetap. 

Baca juga: Sistem Termodinamika: Terbuka, Tertutup, dan Terisolasi

Dilansir dari Space, hal tersebut berarti evolusi alam semesta adalah transformasi energi dari suatu bentuk ke bentuk lainnya. 

Artinya, terbentuknya planet, runtuhnya bintang, bersinarnya matahari, kegiatan makhluk hidup, semuanya didasari oleh perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya tanpa mengurangi atau menambah jumlah total energi di alam semesta.